CN106271381A - 一种密封组件及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种密封组件，包括组件主体和嵌套件，组件主体上设置有燕尾槽；嵌套件和组件主体经过加热后，将嵌套件设置在燕尾槽内；且密封组件的上行平面的粗糙度Ra不大于0.8μm；以及一种密封组件的加工方法，包括清洁组件主体和嵌套件，对组件主体和嵌套件进行加热，加热之后将嵌套件压入组件主体的燕尾槽内，然后使用车床对密封组件进行切削加工，最后得到密封组件成品。解决金属材质和非金属材质组成的组合件加工后异种材质结合间隙超差、非金属材料局部有裂纹和掉块、非金属材料未完全填满燕尾槽型腔及上行平面密封性差的问题。

Description

一种密封组件及其加工方法
技术领域
本发明属于密封组件技术领域，涉及一种金属材料和非金属材料互相嵌套组成的密封组件；本发明还涉及一种密封组件的加工方法，尤其是将金属材料和非金属材料装配组成密封组件的加工方法。
背景技术
密封组件是航空发动机上的重要零件之一，装配于发动机某阀组件上，它对某阀组件气密性能起着关键作用。该零件是非金属与金属两种材料以嵌接的结构形式构成的组合件。
针对具有特殊结构及使用性能要求的密封组件，以往装配采用非完全热装工艺，即加热金属材料零件，非金属材料零件不加热，操作工人通过装配夹具，手工用榔头敲击施加压力的方式完成装配过程，后续工序采用磨削工艺方法完成零件上行平面的加工。但按上述工艺方法加工的零件经常出现以下问题：1、金属材料和非金属材料之间接合间隙超差；2、非金属材料局部有裂纹、掉块、剥落；3、非金属材料未完全填满燕尾槽型腔；4、上行平面密封性差等质量问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种密封组件及其加工方法。解决金属材质和非金属材质组成的组合件加工后异种材质结合间隙超差、非金属材料局部有裂纹和掉块、非金属材料未完全填满燕尾槽型腔及上行平面密封性差的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
这种密封组件，包括组件主体和嵌套件，组件主体上开有燕尾槽，燕尾槽呈圆环形设置在组件主体上；嵌套件和组件主体经过加热后，将嵌套件设置在燕尾槽内。
更进一步的，本发明的特点还在于：
其中组件主体由高温合金GH696制成。
其中嵌套件由聚四氟乙烯SFB-1制成。
其中组件主体为圆柱体状，燕尾槽与该组件主体的中心线为同一条竖直的直线。
本发明的另一技术方案是：
一种密封组件的加工方法，包括以下步骤：步骤1，使用汽油或酒精对嵌套件进行清洗，同时去除组件主体上燕尾槽内部的毛刺，得到干净的嵌套件和组件主体；步骤2，将干净的嵌套件和组件主体进行加热，加热温度为150-160℃，加热时长为8-15分钟，得到加热的嵌套件和组件主体；步骤3，使用压力机将加热的嵌套件压入加热的组件主体的燕尾槽内，得到装配好的密封组件，压力机的工作压力为0.5-0.7MPa。
更进一步的，本发明的特点还在于：
其中步骤3中得到的密封组件经过切削加工，切削加工中车刀的刃倾角为λS+3°-+5°。
其中切削加工的切削工艺参数为：主轴转速为800-1000r/min，进给量为0.01-0.1mm/r，粗车切削深度为0.03-0.04mm，精车切削深度为0.01-0.02mm。
其中切削加工的车刀几何参数为：主偏角Kr为90°，前角γ0为18°-20°，后角α0为4°-6°。
其中步骤1中使用的组件主体的材质为高温合金GH696，步骤1中使用的嵌套件的材质为聚四氟乙烯SFB-1。
其中该加工方法加工出的密封组件的上行平面的粗糙度Ra不大于0.8μm，上行平面与下行平面之间的平行度为0.03mm。
本发明的有益效果是：使用高温合金GH696制成的组件主体和聚四氟乙烯SFB-1制成的嵌套件，将组件主体和嵌套件经过加热后装配在一起，提高了异种材料之间结合度，使异种材料之间的间隙减小，并且减少了非金属材料的裂纹和掉块，使非金属材料能够完全填充燕尾槽。
本发明的有益效果还在于：避免了组件主体上的金属毛刺在装配过程中划伤非金属材料产生贯穿性的微小通道使密封组件在工作时漏气；经过合适的温度加热之后，并且使用压力机在合适的压力下将嵌套件压入燕尾槽中，并且压力机产生的压力均匀、恒定，避免组合件的非金属材料的局部裂纹、掉渣、掉块，保证异种材料之间的紧密结合。
更进一步的，刃倾角为λS为+3°-+5°，使切屑朝远离加工面的方向顺利排出，避免了金属切屑割破非金属材料。
更进一步的，调整切削工艺参数和车刀几何参数，不仅能够准确的切削加工出所需尺寸的密封组件，而且提高了的平面质量和上行平面与下行平面的平行度，从而提高了上行平面的密封性。
附图说明
图1为本发明的截面示意图；
图2为本发明中组件主体的截面示意图。
其中：1为组件主体；2为嵌套件；3为燕尾槽；4为上行平面；5为下行平面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
本发明公开了一种密封组件，如图1、2所示，包括组件主体1和嵌套件2；组件主体1为圆柱体状，组件主体1上开有圆环状的燕尾槽3，并且组件主体1的中心线与燕尾槽3的中心线为同一条竖直的直线；组件主体1的材质为高温合金GH696，嵌套件2的材质为聚四氟乙烯SFB-1；组件主体1和嵌套件2同时加热之后，将嵌套件2嵌套设置在组件主体1的燕尾槽3内，并且使密封组件的上行平面4的粗糙度Ra不大于0.8μm，使上行平面4和下行平面5之间的平行度为0.03mm。
本发明还公开了一种密封组件的加工方法，具体过程是：
步骤1，使用汽油或酒精对聚四氟乙烯SFB-1制成的嵌套件2进行清洗，并且去除高温合金GH696制成的组件主体1的燕尾槽3内部的毛刺，得到干净的嵌套件2和组件主体1。
步骤2，将干净的嵌套件2和组件主体1进行加热，加热设备为电阻炉；加热温度为150-160℃，加热时长为8-15分钟，得到加热的嵌套件和组件主体。
步骤3，将加热的嵌套件压入加热的组件主体的燕尾槽内，得到装配好的密封组件；其中压力机的工作压力为0.5-0.7MPa。
步骤4，使用数控车床对密封组件进行切削加工，切削加工过程中使加工切屑朝向远离加工面的方向顺利排出；并且切削加工的切削工艺参数为：主轴转速为800-1000r/min，进给量为0.01-0.1mm/r，粗车切削深度为0.03-0.04mm，精车切削深度为0.01-0.02mm；切削加工的车刀几何参数为主偏角Kr为90°，前角γ0为18°-20°，后角α0为4°-6°，刃倾角λS为+3°-+5°；经过切削加工得到密封组件成品。
经过步骤4中得到的密封组件成品的上行平面的粗糙度Ra不大于0.8μm，上行平面与下行平面之间的平行度为0.03mm。
本发明一种密封组件的加工方法的具体实施例如下：
实施例一
步骤1，使用汽油或酒精对聚四氟乙烯SFB-1制成的嵌套件2进行清洗，并且去除高温合金GH696制成的组件主体1的燕尾槽3内部的毛刺，得到干净的嵌套件2和组件主体1。
步骤2，将干净的嵌套件2和组件主体1进行加热，加热设备为电阻炉；加热温度为150℃，加热时长为15分钟，得到加热的嵌套件和组件主体。
步骤3，将加热的嵌套件压入加热的组件主体的燕尾槽内，得到装配好的密封组件；其中压力机的工作压力为0.5MPa。
步骤4，使用数控车床对密封组件进行切削加工，切削加工过程中使加工切屑朝向远离加工面的方向顺利排出；并且切削加工的切削工艺参数为：主轴转速为800r/min，进给量为0.01mm/r，粗车切削深度为0.03mm，精车切削深度为0.01mm；切削加工的车刀几何参数为主偏角Kr为90°，前角γ0为18°，后角α0为4°，刃倾角λS为+3°；经过切削加工得到密封组件成品。
经过步骤4中得到的密封组件成品的上行平面的粗糙度Ra为0.8μm，上行平面与下行平面之间的平行度为0.03mm。
实施例二
步骤1，使用汽油或酒精对聚四氟乙烯SFB-1制成的嵌套件2进行清洗，并且去除高温合金GH696制成的组件主体1的燕尾槽3内部的毛刺，得到干净的嵌套件2和组件主体1。
步骤2，将干净的嵌套件2和组件主体1进行加热，加热设备为电阻炉；加热温度为160℃，加热时长为8分钟，得到加热的嵌套件和组件主体。
步骤3，将加热的嵌套件压入加热的组件主体的燕尾槽内，得到装配好的密封组件；其中压力机的工作压力为0.7MPa。
步骤4，使用数控车床对密封组件进行切削加工，切削加工过程中使加工切屑朝向远离加工面的方向顺利排出；并且切削加工的切削工艺参数为：主轴转速为1000r/min，进给量为0.1mm/r，粗车切削深度为0.04mm，精车切削深度为0.02mm；切削加工的车刀几何参数为主偏角Kr为90°，前角γ0为20°，后角α0为6°，刃倾角λS为+5°；经过切削加工得到密封组件成品。
经过步骤4中得到的密封组件成品的上行平面的粗糙度Ra为0.7μm，上行平面与下行平面之间的平行度为0.03mm。
实施例三
步骤1，使用汽油或酒精对聚四氟乙烯SFB-1制成的嵌套件2进行清洗，并且去除高温合金GH696制成的组件主体1的燕尾槽3内部的毛刺，得到干净的嵌套件2和组件主体1。
步骤2，将干净的嵌套件2和组件主体1进行加热，加热设备为电阻炉；加热温度为155℃，加热时长为10分钟，得到加热的嵌套件和组件主体。
步骤3，将加热的嵌套件压入加热的组件主体的燕尾槽内，得到装配好的密封组件；其中压力机的工作压力为0.6MPa。
步骤4，使用数控车床对密封组件进行切削加工，切削加工过程中使加工切屑朝向远离加工面的方向顺利排出；并且切削加工的切削工艺参数为：主轴转速为900r/min，进给量为0.05mm/r，粗车切削深度为0.035mm，精车切削深度为0.015mm；切削加工的车刀几何参数为主偏角Kr为90°，前角γ0为19°，后角α0为5°，刃倾角λS为+4°；经过切削加工得到密封组件成品。
经过步骤4中得到的密封组件成品的上行平面的粗糙度Ra为0.75μm，上行平面与下行平面之间的平行度为0.03mm。
实施例四
步骤1，使用汽油或酒精对聚四氟乙烯SFB-1制成的嵌套件2进行清洗，并且去除高温合金GH696制成的组件主体1的燕尾槽3内部的毛刺，得到干净的嵌套件2和组件主体1。
步骤2，将干净的嵌套件2和组件主体1进行加热，加热设备为电阻炉；加热温度为158℃，加热时长为11分钟，得到加热的嵌套件和组件主体。
步骤3，将加热的嵌套件压入加热的组件主体的燕尾槽内，得到装配好的密封组件；其中压力机的工作压力为0.65MPa。
步骤4，使用数控车床对密封组件进行切削加工，切削加工过程中使加工切屑朝向远离加工面的方向顺利排出；并且切削加工的切削工艺参数为：主轴转速为880r/min，进给量为0.07mm/r，粗车切削深度为0.037mm，精车切削深度为0.012mm；切削加工的车刀几何参数为主偏角Kr为90°，前角γ0为18.5°，后角α0为5.5°，刃倾角λS为+3.5°；经过切削加工得到密封组件成品。
经过步骤4中得到的密封组件成品的上行平面的粗糙度Ra为0.76μm，上行平面与下行平面之间的平行度为0.03mm。
实施例五
步骤1，使用汽油或酒精对聚四氟乙烯SFB-1制成的嵌套件2进行清洗，并且去除高温合金GH696制成的组件主体1的燕尾槽3内部的毛刺，得到干净的嵌套件2和组件主体1。
步骤2，将干净的嵌套件2和组件主体1进行加热，加热设备为电阻炉；加热温度为153℃，加热时长为14分钟，得到加热的嵌套件和组件主体。
步骤3，将加热的嵌套件压入加热的组件主体的燕尾槽内，得到装配好的密封组件；其中压力机的工作压力为0.65MPa。
步骤4，使用数控车床对密封组件进行切削加工，切削加工过程中使加工切屑朝向远离加工面的方向顺利排出；并且切削加工的切削工艺参数为：主轴转速为950r/min，进给量为0.08mm/r，粗车切削深度为0.04mm，精车切削深度为0.018mm；切削加工的车刀几何参数为主偏角Kr为90°，前角γ0为19.5°，后角α0为5.5°，刃倾角λS为+3.5°；经过切削加工得到密封组件成品。
经过步骤4中得到的密封组件成品的上行平面的粗糙度Ra为0.73μm，上行平面与下行平面之间的平行度为0.03mm。
实施例六
步骤1，使用汽油或酒精对聚四氟乙烯SFB-1制成的嵌套件2进行清洗，并且去除高温合金GH696制成的组件主体1的燕尾槽3内部的毛刺，得到干净的嵌套件2和组件主体1。
步骤2，将干净的嵌套件2和组件主体1进行加热，加热设备为电阻炉；加热温度为158℃，加热时长为10分钟，得到加热的嵌套件和组件主体。
步骤3，将加热的嵌套件压入加热的组件主体的燕尾槽内，得到装配好的密封组件；其中压力机的工作压力为0.58MPa。
步骤4，使用数控车床对密封组件进行切削加工，切削加工过程中使加工切屑朝向远离加工面的方向顺利排出；并且切削加工的切削工艺参数为：主轴转速为860r/min，进给量为0.04mm/r，粗车切削深度为0.036mm，精车切削深度为0.02mm；切削加工的车刀几何参数为主偏角Kr为90°，前角γ0为18°，后角α0为6°，刃倾角λS为+3°；经过切削加工得到密封组件成品。
经过步骤4中得到的密封组件成品的上行平面的粗糙度Ra为0.79μm，上行平面与下行平面之间的平行度为0.03mm。

Claims (10)

1.一种密封组件，其特征在于，包括组件主体(1)和嵌套件(2)，组件主体(1)上开有燕尾槽(3)，燕尾槽(3)呈圆环形设置在组件主体(1)上；嵌套件(2)和组件主体(1)经过加热后，将嵌套件(2)设置在燕尾槽(3)内。
2.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述组件主体(1)由高温合金GH696制成。
3.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述嵌套件(2)由聚四氟乙烯SFB-1制成。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的密封组件，其特征在于，所述组件主体(1)为圆柱体状，燕尾槽(3)与该组件主体(1)的中心线为同一条竖直的直线。
5.一种密封组件的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，使用汽油或酒精对嵌套件(2)进行清洗，同时去除组件主体(1)上燕尾槽(3)内部的毛刺，得到干净的嵌套件(2)和组件主体(1)；
步骤2，将干净的嵌套件(2)和组件主体(1)进行加热，加热温度为150-160℃，加热时长为8-15分钟，得到加热的嵌套件(2)和组件主体(1)；
步骤3，使用压力机将加热的嵌套件(2)压入加热的组件主体(1)的燕尾槽(3)内，得到装配好的密封组件，压力机的工作压力为0.5-0.7MPa。
6.根据权利要求5所述的密封组件的加工方法，其特征在于，所述步骤3中得到的密封组件经过切削加工，切削加工中车刀的刃倾角λS为+3°-+5°。
7.根据权利要求6所述的密封组件的加工方法，其特征在于，所述切削加工的切削工艺参数为：主轴转速为800-1000r/min，进给量为0.01-0.1mm/r，粗车切削深度为0.03-0.04mm，精车切削深度为0.01-0.02mm。
8.根据权利要求6所述的密封组件的加工方法，其特征在于，所述切削加工的车刀几何参数为：主偏角Kr为90°，前角γ0为18°-20°，后角α0为4°-6°。
9.根据权利要求5-8任意一项所述的密封组件的加工方法，其特征在于，所述步骤1中使用的组件主体(1)的材质为高温合金GH696，所述步骤1中使用的嵌套件(2)的材质为聚四氟乙烯SFB-1。
10.根据权利要求9所述的密封组件的加工方法，其特征在于，所述加工方法加工出的密封组件的上行平面(4)的粗糙度Ra不大于0.8μm，上行平面(4)与下行平面(5)之间的平行度为0.03mm。
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